颚式破碎机颚板磨损及抗磨方案研究

发布时间：2017-11-17 15:18

  本文关键词：颚式破碎机颚板磨损及抗磨方案研究

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【摘要】：本文针对新开元复摆颚式破碎机颚板磨损加剧问题,分析了颚板磨损失效方式,揭示了新开元颚板磨损加剧的原因,利用离散元软件EDEM模拟颚式破碎机颚板破碎矿石,进一步分析颚板磨损规律,并探讨破碎机啮角、充填率、矿石含水率对颚板磨损的影响。运用超景深三维显微镜,分析失效颚板磨损表面形貌,得出颚式破碎机颚板的磨损机制为:凿削式磨损、疲劳磨损与腐蚀磨损3种共存。颚板受到矿石强烈的冲击挤压应力,颚板表面承受巨大的凿削作用,使颚板表面产生严重的塑性变形,出现很深的划痕、致密的沟槽以及大面积的深坑,颚板磨损以凿削式磨损为主。颚板受到矿石长期反复的冲击挤压作用,引起接触疲劳,产生疲劳裂纹,裂纹不断扩展延伸,造成脆性断裂,颚板存在疲劳磨损。除此之外现场抑尘喷水使破碎机入料矿石含水,颚板与含水矿石接触后,在空气中易发生复杂的化学反应,产生氧化锈蚀,引起颚板表面材料翻起,并与矿石相互摩擦脱落,而新的金属表面继续发生腐蚀,加剧了颚板磨损。运用OBLF-1000-Ⅱ型X射线光谱仪检测动颚板和定颚板的化学成分,其中合金元素Mn含量均高于10%,属于高锰钢。采用HV-1000显微硬度计对颚板材料表面磨损部位进行不同深度的硬度测试,得出颚板正面硬度高且硬化梯度明显,加工硬化效果好,耐磨性高。现场采集新开元工作面迁转前后所开采矿石试样,分别分析矿石矿相组成及抗压强度,结合颚板使用寿命,得出矿石含硬矿相越多、抗压强度越大,则越难破碎,颚板磨损越快,使用寿命越短,揭示新开元颚板磨损加剧的主要原因是由入料矿石成分及性质发生变化所致。利用离散元方法,运用EDEM软件,依据新开元PE900×1200复摆颚式破碎机及入料矿石性质建立破碎机几何模型和矿石模型,模拟颚式破碎机颚板破碎矿石,获得仿真时间分别为1s、1.5s、2s、2.5s时动颚板法向受力分布及切向受力分布,根据受力特征将动颚板分为H区、M区、ML区、L区四个区域:H区是矿石入料接触区,主要受到具有一定初速度矿石的冲击作用,M区和ML区是矿石破碎区,矿石主要在此区域被破碎,受到挤压和切削共同作用,L区是矿石排料区,此区域既受到矿石挤压作用,又受到矿石下落的滑动摩擦作用。模拟得到矿石对动颚板各区域最大法向力为H区1.53×104N、M区6.21×106N、ML区6.65×106N、L区6.33×106N,最大切向力为H区9.2×102N,M区4.53×106N,ML区5.78×106N,L区5.98×106N,对比各区域最大法向受力和切向受力,结合颚板磨损表面形貌分析,得出H区法向受力较大,表明此区域长期受矿石正面冲击作用,易产生疲劳裂纹,出现疲劳磨损;动颚板破碎矿石的区域主要集中于M、ML、L三个区,矿石同时受到颚板的法向力和切向力,在压应力和切应力的共同作用下完成破碎,各区域法向力大于切向力,表明颚板破碎矿石以压碎为主,研磨为辅,颚板磨损以凿削磨损为主。仿真破碎机啮角、充填率、矿石含水率对动颚板受力的影响,得出啮角越小H区受到冲击作用的切向力越大,切削作用明显,而M区和ML区法向受力越大,凿削磨损越严重;破碎机充填率越大,ML区和L区切向受力越大,切削磨损越严重;动颚板切向受力基本不受矿石含水率的影响,水分对颚板造成的磨损主要是以腐蚀磨损为主,是加剧颚板磨损的重要因素。通过上述分析提出增强颚板耐磨性方案:开发组合式颚板,由H板、M板、ML板、L板四块板组成,每块板根据不同受力特征及磨损规律确定耐磨材质;减小破碎机啮角,降低颚板切向受力,改善颚板凿削磨损,现场的颚式破碎机要调节啮角是通过调节排矿口宽度来实现的,为了减小啮角,应该在保证排料粒度的前提下,尽量增大排料口宽度;颚式破碎机充填率的选取应在保证设备受到合理冲击振动的前提下,尽量减小矿石充填率;在爆破点及冲击锤二次破碎点取消直接喷水作业,采用水雾抑尘,在有效除尘的前提下尽量减少用水量,并建议在颚式破碎机作业区将喷雾抑尘点选在颚式破碎机落料处,保证颚式破碎机进行干法破碎。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD451

【参考文献】

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本文编号：1196471